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绿色机械加工的现状与发展趋势

时间:2020-05-22 05:16:15

摘要:机械工业作为国民经济中的基础行业,绿色机械加工作为节能减排的出发点,其对于提高资源利用率具有特殊效用。绿色机械加工已经由传统的理念向着具体的实施过程发展,逐步成为降低经济成本并减少污染物排放的必由之路。文章从绿色机械加工的现状出发,详细分析了其发展的未来趋势。

关键词:绿色机械;加工现状;发展趋势

近年来,绿色机械加工日渐成为提升能源消耗、节约生产成本、减少排放污染的重要手段,对于绿色机械加工技术的关注度也逐步提升,我国针对此领域也投入了相当一部分的人力资源、物质资源以及经济能力,为拓展相关节能技术的研发以及产业化规模的拓展。在绿色机械加工领域,我国的整体水平与工业持续进步的现实需求仍旧存在一定差距。本文从绿色机械加工的现状入手,分析了相关技术的未来趋势。

1绿色机械加工的内涵

机械加工居于国民经济的根本,其占有了相当部分的经济指标,我国以传统的制造业为主,呈现出投入成本较高、能源消耗较大、污染程度较高、实际收益较低的生产特征[1]。在综合能耗、污染物排放等环节与发达国家差距较大,因此,开展针对绿色机械加工的相关研究,能够大力推动机械工业的未来发展,构建友好可持续发展的社会环境。绿色机械加工的内涵是,机械加工进行中,推动其中每个环节最大限度的实现优质低耗以及高效清洁的目的。绿色机械加工主要代表了绿色制,相对于传统机械加工,绿色加工能够改善一系列的弊端。首先能够大大提高资源的利用效率,原有的机械加工具备繁琐的程序,这就大大浪费了材料与时间;其次,大大降低了对于环境的破坏程度,传统技术的切削工艺对于生态环境造成巨大破坏,绿色加工减少了环境的污染,有助于对于原有环境的保持;此外,绿色加工也最大程度的减小了机械加工中的化学成分排放,这也减轻了对于人体的损害,从根本上形成了环境的有力保护。

2绿色机械加工的现状

2.1干切削工艺

绿色机械加工的现状是指在开展机械加工的过程中,仅仅使用自然冷却的唯一手段,并不使用其它介质。目前的技术主要以干切削为主,干切削广泛应用于国外的制造业,德国大部分企业均采用干切削技术,美国公司开发的陶瓷与刀具来进行对于钢铁材料的干切削工艺,其大规模投入生产并取得实际效益。欧洲公司的闸轮和零件生产也利用干切削实行加工,干切削主要使用能够高速切削的刀具来进行加工[2]。干切削需要使用切削液来进行对于工艺的润滑与冷却,切削力的增加造成切削温度的迅速上升,加快了刀具的磨损程度,这就导致刀具的耐用度大大降低,这同时影响了加工的实际质量。要想使干切削工艺能够一定时间内形成与湿加工相同的效果,甚至超过其实际质量,就必须对于整个系统展开综合考虑并选择相应举措,大力消除加工的弊端。同时,不可忽视的是干切削进行中出现的粉尘排放,这将会对生产者的健康产生巨大伤害,排放粒子被加工者吸入,会造成严重后果,所以,尽管干切削作为重要的绿色机械加工工艺,但其应用不够广泛,干切削的其他研究也在进行中。

2.2辅助加工

辅助绿色机械加工是把能产生冷却效果的介质在切削进行的区域输入,引起冷却以及润滑效果的出现。依据现有的介质形态,可以划分为射流和喷雾两种加工工艺。其中,射流加工是指将冷却的介质借助压力以及速度输送到所进行切削的区域中,为其进行润滑加工。根据辅助工艺所利用的相关介质大致可以划分为,液体与气体的射流加工。液体加工表现为浇注冷却,运用集中代替分散冷却润滑,大幅度的提高冷却液的寿命[3]。进而改善机械加工的原有质量,针对废水集中处理,来减少废水处理量。

3绿色机械加工的发展趋势

根据绿色加工技术的现状以及国家工业化的技术要求,可以预测,在未来绿色加工的发展将以节约能耗、降低环境承载力、减轻量化、提高零件寿命材入手,大体发展趋势可总结为如下几个方面。

3.1集约化生产

绿色机械加工以最少的资源能耗来降低环境的污染水平,其加工技术立足于整个社会的综合考虑,针对形式各异的零部件与设备材料经过整合分析,通过进行冷却介质、加工参数的优化处理,来选择适宜的方案,帮助加工时间得到缩短,整体效益得到提升,实现零污染的环境效益,最大化的降低加工的成本,即对于整个企业与社会的综合成本,从整体的系统观念出发,来综合衡量全方位的影响因素,为追求社会的整体优化助力。由于绿色机械加工的过程不仅仅是个体孤立的加工,作为综合考虑其他要素的集成工艺,其主要通过一系列的网络以及相关的数据库将诸如绿色设计、质量保证、物能资源等系统实现互联,为绿色机械加工中的信息交互与数据共享提供动力,从而促使其融入整个集成系统,为进行科学决策提供建议。

3.2综合化加工

通过网络可将各种系统相互连接,帮助加工的每个步骤充分考虑机械加工整个周期中所涵盖的因素,例如质量效果、成本估计、进度安排、环境需要、资源控制等,其中并行的特质表现的尤为明显。绿色机械加工必须基于市场的实际需求以及对于外界变化的动态反应,这对于加工多样化的零件大有帮助,因而针对底层应注重柔性加工,借助不同类型材料及工件,运用不同设备来实现不同方法的加工,降低机械加工的综合成本。绿色机械加工日益从零散化走向一体化,近年来,关于绿色加工的研究大多集中在面向轻量化的节能出发、基于再制造以及资源可拆卸回收的方法等,与此相适应的出现许多关于绿色加工的支持软件。未来的绿色机械加工方法逐步向着集简化数量、环保节能、拆解便捷、绿色材料等要求出发,选择能够满足绿色材料,制造机械规划、延长产品周期等目标的综合加工方向发展,为预测机械产品制造与研发,从资源化着手来改善各环节的绿色机械加工程度。

3.3持续深入环保理念

绿色机械加工始终坚持减少材料浪费、提高资源利用率、减少污染排放等环保领域出发,秉承着基础机械工艺的永恒发展主题。伴随材料在加工中的选择得到不断发展,其基础加工工艺也同装备以期发生巨大的变革。从围绕节能减排出发,以铣代磨的机械加工工艺、以成形替代切削等机械工艺,内高压的液力成形、净成型、干切削等工艺不断涌现。目前,从整体上看,我国相关企业还需要加强针对绿色机械加工制造的基础理论研究,大大提高对机械加工基础的共性技术的资本投入,为形成相对完善的机械加工标准体系构建一系列的评价指标,进而有效帮助国际节能减排事业实现大力发展,不断提升加工实际效率,真正推动国际机械工业自动化的可持续发展。

总而言之,随着世界发达国家对于绿色机械加工技术的日益重视,我国在相关领域也不断投入资金、人力来开展技术研发,为推动绿色机械加工的产业化提供基础。当代的绿色机械加工已经突破了传统的理论层面,向着提高资源综合利用的精细化趋势发展,其机械加工手段的多样化以及生产能效的优化,有助于大大提高能耗较低的机械产品,逐步成为推动绿色机械加工不断发展的展新趋势。原有的粗放机械加工模式已严重不适应当前的形势,绿色加工技术的发展为当今提出更高的要求,相关企业要牢牢抓住机遇,为培育崭新的增长点做努力,为推动构建环境资源集约型的工业社会助力。

作者:夏颖怡 单位:南机电职业技术学院

参考文献

[1]汪劲松,段广洪,李方义,等.基于产品生命周期的绿色制造技术研究现状与展望[J].计算机集成制造系统,2009,5(4):1-8.

[2]任家隆.切削中绿色射流冷却工艺的研究[J].中国机械工程,2000,11(7):738-740.

[3]刘飞.绿色制造的研究现状与发展趋势[J].中国机械工程,2011,13(3):23-25.


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